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GLOBAL CITY
GEOGRAPHY 汽车离合器基本参数的确定
刘文庆
（西华大学西华学院，四川 成都 ６１００３９）
摘要：
本文以轻型载重货车膜片弹簧离合器为例，其后备功率小。主要根据已知的两个参数，进行初步的参数选择，然后根据约束条件判定初选参数是否符合要求，最后确定了离合器的基本尺寸参数。
关键词：
膜片弹簧；离合器；基本尺寸参数一．已知参数
设计车型：轻型载重货车 后备功率小 最大转矩：Ｔｅｍａｘ／ｎ１＝２９４．０／２５００ｒｐｍ 发动机最高转速ｎｍａｘ＝４７００ｒｐｍ
二．基本参数及尺寸的确定
1.摩擦片外径D、内径d 及厚度B 的确定
（１）摩擦片外径是离合器的重要参数，它关系到离合器的轮廓结构，尺寸质量和使用寿命。设计上一般首先确定摩擦片的外径Ｄ。根据经验公式，利用经验公式进行初选：
（１） 式中，ＫＤ表示直径系数表1 直径系数K D
取值范围
本次设计的是轻型货车，且初步设计单片，故初选：ＫＤ＝１６．５ 根据已知的参数代入（１）公式算出：Ｄ＝２８２．９ ｍｍ表 2 摩擦片尺寸系列
根据表２中数据选择摩擦片外径Ｄ＝２８０ｍｍ 内径ｄ＝１６５ｍｍ 从而确定摩擦片厚度为３．５
ｍｍ2.离合器后备系数β的确定
后备系数β是离合器设计中的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。后备系数β的选取还需要考虑很多因素。为了可靠地传递转矩并且防止滑磨时间太长，β不应选的过小。β不宜太大，若β取太大，离合器尺寸会相应变大，操纵机构变得复杂且不轻便，传动系会出现大的过载。双片离合器的β值应大于单片离合器。
在开始设计离合器时，一般是参照统计资料，并根据汽车的使用条件，离合器结构形式的特点，初步选择后备系数。根据标准，本次设计初步选择后备系数β＝１．３
3.单位压力P 0的确定摩擦片上的单位压力Ｐ０值和离合器本身使用条件，后备系数的选取，摩擦片使用的材料、自身质量因素有很大的关联，当然摩擦片的直径也必须考虑。离合器使用很多，当摩擦片外径较大时，为减少摩擦片外缘处热载荷，Ｐ０应当取小些；后备功率较小时，Ｐ０应取得小些；后备系数较大时，需适当增大Ｐ０。当摩擦片选用各种材料时，Ｐ根据查表及设计的合理性，选择石棉基材料，Ｐ０＝０．１７Ｍｐａ。假设摩擦片上的压力均匀，则可得： Ｆ＝Ｐ０Ａ＝πＰ
０
（２） 式中， Ｄ－－－摩擦片外径；ｄ－－－摩擦片内径； Ａ－－－单个摩擦面面积Ｐ０－－－摩擦片单位压力。 代入数据算得Ｆ＝６８３２．７７ Ｎ·Ｍ 由离合器摩擦力矩定律得到：Ｔｃ＝ｆＦＺＲｃ （３） 其中， Ｔｃ－－－离合器静摩擦力矩；ｆ－－－摩擦片的静摩擦因素，一般取０．２５－０．３０ Ｚ－－－摩擦面数，数量为从动盘的两倍。Ｆ－－－压盘作用在摩擦片的工作压力；Ｒｃ－－－摩擦片的平均摩擦半径；在此次选择中 选取ｆ＝０．２５ 摩擦面数Ｚ＝２ 其中Ｚ的数量是从动盘数量的２倍，它是由离合器的尺寸大小结构安排以及转矩来决定的。
通过压力均匀假设，其平均摩擦半径可用如下表示：
（４） 当ｄ／Ｄ≥０．６时，可使用精确计算来表达： （５） 由ｃ＝ｄ／Ｄ＝１６５／２８０＝０．５８９３＜０．６得：
（６） 因此将（４）、（６）代入（３）得到： （７）
代入以上所有的数据可得： Ｔｃ＝３８８．５２Ｎ·Ｍ （８）离合器校核时，为使离合器各种情况下都可以稳定的传递转矩，参数选择应使Ｔｃ大于发动机的最大转矩： Ｔｃ≥βＴｅｍａｘ＝３８２．２Ｎ·Ｍ （９）由（８），（９）知，Ｐ０满足要求。
4.离合器基本参数校核及约束
汽车的（１）摩擦片的外径选择时不能大于最大圆周速度６５－７５ｍ／
ｓ，即Ｖ＝ｎｍａｘＤＸ１０－３式中，ｎｍａｘ为发动机最高转速（ｒ／ｍｉｎ）。本次设计中
ｎｍａｘ＝４７００（ｒ／ｍｉｎ）。代入上式算出数据得到Ｖ＝６８．９ｍ／ｓ （２）摩擦片的内外径比ｃ应满足在０．５３－０．７０之内。本次设计中ｃ＝０．５８９３
（３）后备系数β应在１．２－４．０之间，从而使离合器可靠地传递转矩，防止系统过载。本次β＝１．３．
（４）单位摩擦而传递的转矩应该小于［Ｔｃ０］，Ｔｃ０＝≤［Ｔｃ０］ 保证离合器保护过载的能力和反应离合器转矩传递能力。其中，Ｔｃ０－－－单位摩擦面积传递的转矩（Ｎ·Ｍ／ｍｍ２）；
［Ｔｃ０］－－－Ｔｃ０的允许值（Ｎ·Ｍ／ｍｍ２
）。表4 单位面积的传递转矩的许用值（N·M/mm 2
）通过表４可以清晰的得知，Ｔｃ０满足要求。 综合所有的所选基本参数，均符合设计要求。总结：
本次设计是以轻型载重货车作为设计对象，根据已知的最大转矩，最高转速，通过经验公式得到摩擦片外径的近似值，然后通过查摩擦片国家标准，确定下摩擦片外径。然后初选后备系数，单位压力，经过约束条件的检验，最后确定基本参数
符合要求。参考文献
（1）吉林工业大学汽车教研室编. 汽车设计. 北京：机械工业出版社,1981
（2）王望予主编. 汽车设计. 第3版. 北京：机械工业出版社, 2000（3）陈家瑞主编. 汽车构造. 北京：机械工业出版, 2000
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